空穴充足的半导体如砷化镓,可以让未来在磁性原子上存储信息的自旋电子原件被嵌入到其晶格中。但是现有的磁性原子随机掺杂技术使得增加自旋电子学性能成为一种漫无目的的过程。日前,有研究人员声称找到了一个对分子进行排列的完美方法。
普林斯顿大学的研究人员借助于扫描隧道显微镜,用磁性(锰)原子替代单个的镓原子,试验了不同的晶格架构来优化自旋性能。他们采用了爱和华州立大学Michael Flatte教授假设的一个理论模板,发现了一种新的自旋电子材料的最佳格架构:锰化砷镓(gallium manganese arsenide)
研究人员称这是第一次使用原子级的操作来对半导体中的最佳原子排列做理论预测。而且,在晶格里的排列每次能够排好一个原子。
普林斯顿大学研究小组的领头人Ali Yazdani教授解释道,“在原子级别上适应半导体的能力是电子学领域的‘圣杯’,这也许就是我们需要的方法。”
由于其电子移动性远高于硅,砷化镓是下一代自旋电子设备的选择。该小组将磁性原子结合到一个锰化砷钾半导体中,以期能够分别控制旋转和负荷,从而开发出高能自旋电子设备。
他们希望能够通过利用富空穴砷化镓及其高能中性空穴(hole-mediated interactions),来开发出能够储存和处理空穴的磁自旋方位的设备。
新南威尔士大学(澳大利亚悉尼)的研究人员最近展示了空穴量子线,该量子线可以进一步加强将来的锰化砷钾半导体和类似材料之间的通信。
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